CN211723880U - 一种康复机器人肩关节外旋-内旋传动机构 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种康复机器人肩关节外旋‑内旋传动机构，包括底板、带轮、减速电机、同步带、导轨座、大臂绑带、惰轮、导轨和滑块，所述的底板一侧安装有滑块，滑块和圆弧形导轨构成运动副，大臂绑带通过导轨座安装在导轨上；底板的另一侧安装有一个带轮和两个惰轮，同步带安装在导轨座和带轮上，并由惰轮张紧；带轮由同轴的减速电机驱动，通过同步带驱动导轨座，进而带动患者大臂。本发明运动顺滑、平稳，噪音低，免润滑，同时实现关节运动范围的机械限位和同步带传动***的有效张紧，提高传动精度。

Description

一种康复机器人肩关节外旋-内旋传动机构

技术领域

本发明涉及康复医疗机器人技术领域，尤其是一种康复机器人的传动机构。

背景技术

脑卒中也可称为脑中风，随着现代饮食结构的变化及生活方式的改变，脑中风的发病率呈逐年升高的趋势，缺血性脑卒中患者临床上以偏瘫为主要后遗症。随着我国人口老龄化日益严重，每年有大量偏瘫患者需要进行上肢康复医疗训练。对肢体残疾患者目前最有效的训练方式是采用上肢康复机器人对患者进行主、被动康复训练。其主要方式是将患者的胳膊束缚于上肢康复机器人机构中，通过传动机构驱动人体胳膊各关节旋转，进行康复训练。人体上肢分肩、肘、腕三个关节，其中肩关节外旋-内旋为主要运动形式，也是实现起来最复杂的结构形式，所以肩关节外旋-内旋传动机构是上肢康复机器人的核心结构。

中国专利CN209301637U公开的一种个性化上肢康复机器人，肩关节外旋-内旋采用大、小齿轮啮合传动，存在传动生硬、运行噪音大、使用中需要润滑维护等缺点。

中国专利CN104873360A公开的一种基于套索驱动的上肢康复外骨骼机器人，采用套索驱动各关节旋转，存在套索外漏，套索受力和温差形变会影响关节运动精度，结构繁琐等缺陷。

因此迫切需要一种运动顺滑、平稳、低噪音、免维护的肩关节外旋-内旋传动机构。

发明内容

为了克服现有技术的不足，本发明提供一种康复机器人肩关节外旋-内旋传动机构，传动精度高，外形简洁，传动顺滑，能够降低使用过程中的噪音，使用中不需要润滑维护。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种康复机器人肩关节外旋-内旋传动机构，包括底板、带轮、减速电机、同步带、导轨座、大臂绑带、惰轮、导轨和滑块。

所述的底板一侧安装有滑块，滑块和圆弧形导轨构成运动副，大臂绑带通过导轨座安装在导轨上；底板的另一侧安装有一个带轮和两个惰轮，同步带安装在导轨座和带轮上，并由惰轮张紧；带轮由同轴的减速电机驱动，通过同步带驱动导轨座，进而带动患者大臂。

所述的惰轮中，一个通过惰轮轴安装在底板上，另一个安装在摇臂上；张紧螺钉穿过安装在底板上的张紧座，抵紧在摇臂上，通过转动张紧螺钉调整摇臂的角度，进而调节同步带的张紧程度。

所述的大臂绑带通过六维力传感器安装在导轨座上。

所述的导轨座上沿周向开有限位槽，安装在底座上的限位销与限位槽配合，限制导轨座的转动角度。

本发明的有益效果是：通过柔性同步带驱动关节转动，运动顺滑、平稳，噪音低，免润滑，同时实现关节运动范围的机械限位和同步带传动***的有效张紧，提高传动精度，具备了可靠的性能和优良的实效。

附图说明

图1为大臂外旋-内旋机构轴侧图；

图2为大臂外旋-内旋机构正视图；

图3为大臂外旋-内旋机构后视图；

图4为限位销与限位槽剖视图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明进一步说明，本发明包括但不仅限于下述实施例。

本发明提供的肩关节外旋-内旋传动机构主要由底板1、带轮2、电机座3、转换法兰4、减速电机5、同步带6、惰轮轴7、导轨座8、大臂绑带9、六维力传感器10、传感器座11、惰轮12、张紧螺钉13、张紧座14、摇臂15、限位销16、限位槽17、导轨18和滑块19等组成。

底板1为所有零件的安装基板，减速电机5通过电机座3安装在底板1上，同步带2紧配合安装在减速电机5的轴上。惰轮12共2个，一个通过惰轮轴安装在底板1上，另一个安装在摇臂15上。在底板1的另一面装有滑块19和导轨18，两者形成精密运动副，导轨18安装在导轨座8上。传感器座11安装在导轨座8上，六维力传感器10安装在传感器座11上，大臂绑带9安装在六维力传感器10测量面。同步带穿过带轮、惰轮，紧贴在导轨座外圆周面上，两端固定。训练时，人体胳膊穿过大臂绑带9中心并绑紧，电机旋转驱动带轮2旋转，因为底板固定不动，所以导轨座8、大臂绑带9和训练者大臂一起围绕导轨座8的中心转动，达到训练的目的。转动调整螺钉13可实现调整同步带松紧的目的，方便、快捷、有效。限位销16只能在设定的限位槽17内运动，以此限定大臂外旋-内旋的角度范围，实现了对训练者的安全保护。

本发明的实施例如图1、图2所示，所述的肩关节外旋-内旋传动机构主要由底板1、带轮2、电机座3、转换法兰4、减速电机5、同步带6、惰轮轴7、导轨座8、大臂绑带9、六维力传感器10、传感器座11、惰轮12、张紧螺钉13、张紧座14、摇臂15、限位销16、限位槽17、导轨18和滑块19等组成。

底板1为所有零件安装的基板，电机座3安装在底板1上，减速电机5通过转换法兰4安装在电机座3上，带轮2紧固在减速电机5的输出轴上，同步带6穿过带轮2、惰轮12、紧贴在导轨座8的外圆弧面上，同步带6两端分别固定在导轨座8的两端。

惰轮12共两个，一个通过惰轮轴7安装在底板1上，另一个通过惰轮轴7安装在摇臂15上，张紧座14安装在底板1上，限位销16安装在底板上。

导轨座8通过滑块19、导轨18与底板形成相对运动副，传感器座11安装在导轨座8上，六维力传感器10安装在传感器座11上，大臂绑带安装在六维力传感器10测量面上。

基于前述的装配关系，图1所示，训练时，训练者胳膊穿过大臂绑带9中心，大臂绑带9将大臂绑紧，控制***指令减速电机5转动时，同步带6转动，带动大臂绑带9绕导轨座8中心(即训练者大臂中心)转动，达到训练的目的。

基于前述的装配关系，图1、图2所示，通过将调整螺钉13旋出、旋进，可调整惰轮12对同步带6的压紧程度，方便的实现带传动***的调整，快捷、有效。

基于前述的装配关系，如图4所示，导轨座8转动时，限位销16会在限位槽17内运动，通过设定限位槽的角度范围，即可可靠的实现对关节运动范围的限制，安全、可靠、简洁。

基于前述的装配关系，如图3所示，导轨18安装在导轨座8上，滑块19与导轨18形成精密旋转运动副。减速电机转动时，底板1及其上的固定零部件会通过带传动***，绕导轨18中心转动，运动顺滑、静音，可靠性高。

Claims (4)

1.一种康复机器人肩关节外旋-内旋传动机构，包括底板、带轮、减速电机、同步带、导轨座、大臂绑带、惰轮、导轨和滑块，其特征在于：所述的底板一侧安装有滑块，滑块和圆弧形导轨构成运动副，大臂绑带通过导轨座安装在导轨上；底板的另一侧安装有一个带轮和两个惰轮，同步带安装在导轨座和带轮上，并由惰轮张紧；带轮由同轴的减速电机驱动，通过同步带驱动导轨座，进而带动患者大臂。

2.根据权利要求1所述的康复机器人肩关节外旋-内旋传动机构，其特征在于：所述的惰轮中，一个通过惰轮轴安装在底板上，另一个安装在摇臂上；张紧螺钉穿过安装在底板上的张紧座，抵紧在摇臂上，通过转动张紧螺钉调整摇臂的角度，进而调节同步带的张紧程度。

3.根据权利要求1所述的康复机器人肩关节外旋-内旋传动机构，其特征在于：所述的大臂绑带通过六维力传感器安装在导轨座上。

4.根据权利要求1所述的康复机器人肩关节外旋-内旋传动机构，其特征在于：所述的导轨座上沿周向开有限位槽，安装在底座上的限位销与限位槽配合，限制导轨座的转动角度。

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